680

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

М.А. Патова

ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ

Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям и практическим занятиям

(включая рекомендации по организации самостоятельной работы) по дисциплине «Химические основы экологии»

для обучающихся по направлению подготовки 05.03.06 Экология и природопользование

профиль Природопользование

Нижний Новгород

2016

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

М.А. Патова

ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ

Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям и практическим занятиям

(включая рекомендации по организации самостоятельной работы) по дисциплине «Химические основы экологии»

для обучающихся по направлению подготовки 05.03.06 Экология и природопользование

профиль Природопользование

Нижний Новгород

2016

2

УДК 502 (075.8)

М.А. Патова / Химические основы экологии [Электронный ресурс]: учеб.-метод. пос. / М.А. Патова; Нижегор. гос. архитектур. - строит. ун-т – Н. Новгород: ННГАСУ, 2016. – __ с.– 1 электрон. опт.

диск (CD-RW).

В настоящем учебно-методическом пособии по дисциплине «Химические основы экологии» даются конкретные рекомендации учащимся для освоения как основного, так и дополнительного материала дисциплины и тем самым способствующие достижению целей, обозначенных в учебной программе дисциплины. Цель учебно-методического пособия — это помощь в усвоении лекций, в подготовке к практическим занятиям и выполнении реферата.

Учебно-методическое пособие предназначено для обучающихся в ННГАСУ по направлению подготовки 05.03.06 Экология и природопользование, профиль Природопользование.

3

Содержание

4

1. Общие положения

1.1 Цели изучения дисциплины и результаты обучения

Целями освоения учебной дисциплины Химические основы экологии являются:

- изучение воздействия химических веществ на окружающую среду; - ознакомление с основными критериями оценки токсичности веществ для атмосферы, водных

и земельных ресурсов, а также с их влиянием на живые организмы

Впроцессе освоения дисциплины студент должен Знать:

- химические проблемы в сфере экологии и рационального природопользования и уметь объ-

яснять причину их появления.

Уметь:

- использовать знания в области химии для решения экологических проблем и уметь оценить их масштабность на промышленных предприятиях, транспорте, сельском хозяйстве и т. д.

Владеть:

- методами решения проблем по снижению химического загрязнения объектов окружающей среды и оценить их значимость для развития региона и муниципалитета

1.2 Содержание дисциплины

Материал дисциплины сгруппирован по следующим разделам:

Раздел . Химические элементы в биосфере. Элементы биогенные и второстепенные. Химиче-

ские элементы в биосфере. Элементы биогенные и второстепенные. Соединения углерода, азота фос-

фора, водорода и кислородаосновные составляющие живых организмов.

Раздел 2. Биогенные элементы – связующее звено между живой и неживой компонентами

экосистем. Биогенные элементы – связующее звено между живой и неживой компонентами экосистем.

Органические и неорганические соединения, входящие в состав живых организмов. Жиры. Белки. Угле-

водороды и т.д.

Раздел 3. Блочная модель круговорота биогенных элементов в природе. Блочная модель кру-

говорота биогенных элементов в природе. Биогеохимические циклы элементов.

Раздел 4. Воздействие химических веществ на живые организмы. Понятие о веществах-

загрязнителях. Воздействие химических веществ на живые организмы. Понятие о веществах-

загрязнителях окружающей среды. Суперэкотоксиканты. Токсичность. Стандарты качества среды.

Раздел 5. Экологические проблемы химии атмосферы. Экологические проблемы химии атмо-

сферы. Строение, состав и изменение атмосферы. Химические реакции в атмосфере и ее защитные функции. «Озонный щит» и «озонная дыра». Озон. Его физико-химические характеристики.Методы по-

5

лучения и применения. Загрязнители тропосферы. Оксиды серы. Кислотные дожди. Оксиды азота. Фо-

тохимический смог. Монооксид углерода.

Раздел 6. Экологические проблемы химии гидросферы. Экологические проблемы химии гид-

росферы. Гидрологический цикл. Чистая и загрязненная вода. Основные загрязнители воды.

Раздел 7. Эколого-химические проблемы литосферы. Эколого-химические проблемы литосфе-

ры. Радиоактивность как загрязняющий фактор. Экология и энергетика. Эколого-химические проблемы литосферы. Пути снижения химического загрязнения окружающей среды.

6

2. Методические указания по подготовке к лекциям

2.1 Общие рекомендации по работе на лекциях

Лекция является главным звеном дидактического цикла обучения. Ее цель — формирование осно-

вы для последующего усвоения учебного материала. В ходе лекции преподаватель в устной форме, а

также с помощью презентаций передает обучаемым знания по основным, фундаментальным вопросам изучаемой дисциплины.

Назначение лекции состоит в том, чтобы доходчиво изложить основные положения изучаемой дисциплины, ориентировать на наиболее важные вопросы учебной дисциплины и оказать помощь в овладении необходимых знаний и применения их на практике.

Личное общение на лекции преподавателя со студентами предоставляет большие возможности для реализации образовательных и воспитательных целей.

При подготовке к лекционным занятиям студенты должны ознакомиться с презентаций, предлага-

емой преподавателем, отметить непонятные термины и положения, подготовить вопросы с целью уточ-

нения правильности понимания. Рекомендуется приходить на лекцию подготовленным, так как в этом случае лекция может быть проведена в интерактивном режиме, что способствует повышению эффек-

тивности лекционных занятий.

2.2Общие рекомендации при работе с конспектом лекций

Входе лекционных занятий необходимо вести конспектирование учебного материала. Конспект помогает внимательно слушать, лучше запоминать в процессе осмысленного записывания, обеспечива-

ет наличие опорных материалов при подготовке к практическим занятиям и зачету, защите реферата.

Полезно оставить в рабочих конспектах поля, на которых делать пометки из рекомендованной ли-

тературы, дополняющие материал прослушанной лекции, а также подчеркивающие особую важность тех или иных теоретических положений.

1.4Контрольные вопросы

1.Благодаря каким свойствам атомов углерода, кислорода, азота и водорода эти элементы отно-

сятся к биогенным, то есть составляют большую часть живых организмов по массе?

2.Роль воды в живых организмах.

3.Роль минеральных солей в живых организмах и неживой природе.

4.Какие органические соединения входят в состав живых организмов? В состав почвы?

5.Охарактеризуйте биогеохимические цикл углерода.

6.Охарактеризуйте биогеохимические цикл азота.

7

7.Охарактеризуйте биогеохимические цикл фосфора.

8.Охарактеризуйте биогеохимические цикл серы.

9.Что такое цикл Чепмэна?

10.В каком слое атмосферы протекает цикл перикисного радикала?

11.Какие типы реакций характерны для тропосферы?

12.Какие факторы влияют на распространение веществ в окружающей среде?

13.Адсорбция как механизм перехода вещества через границу фаз.

14.Диффузия как механизм перехода вещества через границу фаз.

15.Конвекция как механизм перехода вещества через границу фаз.

16.Дисперсия как как механизм перехода вещества через границу фаз.

17.Что такое биоаккумуляция? Какие виды биоаккумуляции вы знаете?

18.Какие виды переноса веществ вы знаете7

19.Охарактеризуйте токсичность различных оксидов азота для человека.

20.Чем отличаются гумус от гуминовых кислот?

21.Как зависит скорость фотолиза вещества от интенсивности освещения?

22.Какие виды пестицидов вы знаете? К каким экологическим последствиям привело их широкое

применение?

23.Влияние тяжелых металлов на организмы.

24.Влияние фталатов на организмы.

25.Влияние лаурилсульфата натрия на живые орагнизмы.

8

3. Методические указания по подготовке к практическим занятиям

3.1Общие рекомендации по подготовке к практическим занятиям

Входе подготовки к практическим занятиям необходимо изучать основную литературу, знако-

миться с дополнительной литературой, а также с новыми публикациями в периодических изданиях:

журналах, газетах и т.д. При этом необходимо учесть рекомендации преподавателя и требования учеб-

ной программы.

В соответствии с этими рекомендациями и подготовкой полезно дорабатывать свои конспекты лекции, делая в нем соответствующие записи из литературы, рекомендованной преподавателем и предусмотренной учебной программой. Целесообразно также подготовить тезисы для возможного вы-

ступлений по всем учебным вопросам, выносимым на практическое занятие.

При подготовке к занятиям можно также подготовить краткие конспекты по вопросам темы.

Очень эффективным приемом является составление схем и презентаций.

Готовясь к докладу или реферативному сообщению, желательно обращаться за методической по-

мощью к преподавателю. Составить план-конспект своего выступления. Продумать примеры с целью обеспечения тесной связи изучаемой теории с реальной жизнью. Своевременное и качественное выпол-

нение самостоятельной работы базируется на соблюдении настоящих рекомендаций и изучении реко-

мендованной литературы. Студент может дополнить список использованной литературы современными источниками, не представленными в списке рекомендованной литературы, и в дальнейшем использо-

вать собственные подготовленные учебные материалы при написании курсовых и выпускных квалифи-

кационных работ.

3.2Примеры задач для практических занятий

1.Определить возможную пригодность воды следующего состава:коли-индекс-90, БПК-1.5 мг/л,

запах – 1-2 балла, растворенный кислород – 7 мг/л, цветность - 15˚, взвешанные вещества – 15

мг/л, хлориды – 200 мг/л, сульфаты – 300 мг/л.

2.Оценить суммарное состояние воздуха, учитывая эффект суммации воздействия, если в воздухе присутствуют одновременно пары фенола и ацетона в концентрациях: ацетона: с=0.345 мг/м3,

ПДК=0.35мг/м3 , фенола: с=0.009 мг/м3, ПДК=0.01 мг/м3

3.Котельная сжигает в сутки 2т угля. Состав угля 80% по массе «С», 5% - «Ar», 3.5% - «S», 5% - «Н2О», остальное негорючие примеси. Какой должна быть полощадь леса, чтобы восполнить потерю О2, расходуемого на сжигание, если 1га леса выделяет в сутки 10кг О2.

9

4.Определить число особей лесной куницы обитающей в лесном массиве S=200км2, если известно,

что n =15км, d =10км, следы пересекали лыжню 8 раз.

10